濟(jì)鋼焦?fàn)t搗鼓設(shè)備系統(tǒng)優(yōu)化

劉世文（山鋼股份濟(jì)南分公司，山東濟(jì)南250101）

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濟(jì)鋼焦?fàn)t搗鼓設(shè)備系統(tǒng)優(yōu)化

劉世文
（山鋼股份濟(jì)南分公司，山東濟(jì)南250101）

摘要：針對(duì)濟(jì)鋼1#、2#、5#焦?fàn)t搗固焦系統(tǒng)機(jī)械設(shè)備存在的彈性凸輪壽命短、搗固錘彎曲變形及摩擦板磨損等問(wèn)題，通過(guò)改造彈性凸輪內(nèi)部結(jié)構(gòu)，增設(shè)輔助導(dǎo)向滑塊，加強(qiáng)彈性凸輪調(diào)節(jié)控制，延長(zhǎng)了設(shè)備使用壽命，年節(jié)約備件消耗約20萬(wàn)元。

關(guān)鍵詞：搗固焦?fàn)t；彈性凸輪；摩擦板；導(dǎo)向滑塊

濟(jì)鋼1#、2#、5#焦?fàn)t系統(tǒng)2012年改造后使用搗固焦技術(shù)，搗固焦設(shè)備投入運(yùn)行后，大大降低了焦炭的生產(chǎn)成本。搗固焦設(shè)備存在問(wèn)題，主要表現(xiàn)為控制搗固錘上下運(yùn)動(dòng)的彈性凸輪壽命短、搗固錘彎曲變形及搗固錘耐磨板磨損快等，嚴(yán)重制約生產(chǎn)順行。為此，對(duì)系統(tǒng)存在的問(wèn)題進(jìn)行分析，并對(duì)搗固焦系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改造，取得了較好的效果。

1　焦?fàn)t搗固焦系統(tǒng)機(jī)械設(shè)備存在的問(wèn)題

1.1搗固焦生產(chǎn)工藝流程

濟(jì)鋼1#、2#、5#焦?fàn)t搗固焦生產(chǎn)工藝分為原煤的配合、配合煤成型、裝煤、炭化、焦炭的熄滅、運(yùn)輸?shù)龋鄬?duì)于傳統(tǒng)煉焦，其中配合煤的搗固成型是搗固焦生產(chǎn)的關(guān)鍵，其工藝流程如圖1所示。

圖1　濟(jì)鋼搗固焦生產(chǎn)工藝流程

配合煤經(jīng)過(guò)配合混勻后，通過(guò)皮帶機(jī)運(yùn)至多個(gè)煤倉(cāng)中，每個(gè)煤倉(cāng)下部對(duì)應(yīng)1個(gè)搖動(dòng)給料機(jī)，搖動(dòng)給料機(jī)由曲柄拐臂傳動(dòng)，通過(guò)往復(fù)運(yùn)動(dòng)將煤送至前方側(cè)裝煤車(chē)的煤箱中，裝完一層后，開(kāi)啟上方的搗固錘裝置，通過(guò)搗固錘的上下運(yùn)動(dòng)，將煤壓實(shí)，然后繼續(xù)裝煤壓實(shí)，至煤倉(cāng)裝至指定高度。當(dāng)1爐焦炭出完焦后，將側(cè)裝煤車(chē)開(kāi)至對(duì)應(yīng)位置，通過(guò)側(cè)裝煤車(chē)煤箱底部的送煤底板送入焦?fàn)t炭化室內(nèi)，然后關(guān)閉爐門(mén)，通過(guò)炭化成焦。出焦方式與傳統(tǒng)煉焦一樣，通過(guò)推焦車(chē)和攔焦車(chē)將焦炭從炭化室內(nèi)推出，至焦罐中，熄焦車(chē)帶動(dòng)焦罐至干熄焦工序，或通過(guò)熄焦塔水熄后通過(guò)皮帶機(jī)運(yùn)至料倉(cāng)。

1.2系統(tǒng)存在的問(wèn)題

1）彈性凸輪壽命短。彈性凸輪主要由凸輪緣、連接緣、彈性元件及輪轂焊件組成，彈性元件通過(guò)螺栓將連接緣、凸輪緣與輪轂焊件連接在一起。兩個(gè)彈性凸輪為1組將搗固錘夾在中間。通過(guò)電機(jī)、減速機(jī)來(lái)帶動(dòng)彈性凸輪運(yùn)動(dòng)，兩個(gè)凸輪緣（凸面）運(yùn)動(dòng)至搗固錘摩擦板上，內(nèi)部彈性發(fā)生彈性形變，凸輪緣與搗固錘摩擦板接觸將搗固錘向上拋起；當(dāng)連接緣（凹面）運(yùn)動(dòng)至搗固錘位置時(shí)，在重力作用下，搗固錘落下。在使用過(guò)程中由于彈性元件承受巨大的彈性形變?nèi)菀姿毫?，彈性元件一旦損壞，就不能帶動(dòng)搗固錘上下運(yùn)動(dòng)，從而無(wú)法生產(chǎn)。此時(shí)需更換彈性凸輪，一般需1 h左右，期間無(wú)法生產(chǎn)，給生產(chǎn)帶來(lái)?yè)p失。

2）搗固錘彎曲變形。搗固錘總長(zhǎng)8.9 m，寬0.11 m，做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，其導(dǎo)向主要靠導(dǎo)向輪來(lái)控制。導(dǎo)向輪分為上、中、下3組，每一處導(dǎo)向都在錘桿4個(gè)方向均布。導(dǎo)向輪采用尼龍導(dǎo)向輪導(dǎo)向方式，其與搗固錘之間為線接觸，磨損較快，且在搗固錘上下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，搗固錘容易以其為支點(diǎn)前后擺動(dòng)。隨著尼龍導(dǎo)向輪的磨損，其與搗固錘的間隙變大，搗固錘的前后擺幅增大，極易發(fā)生搗固錘彎曲，嚴(yán)重時(shí)只能停止生產(chǎn)，將搗固錘破壞性割除。

3）搗固錘摩擦板磨損快。搗固錘主要由錘體和耐磨板組成，耐磨板通過(guò)AB膠粘結(jié)到錘體上。在使用過(guò)程中，摩擦板磨損快是生產(chǎn)中的一大問(wèn)題，而搗固錘耐磨板磨損除了與耐磨板的材質(zhì)有關(guān)外，還主要與彈性凸輪對(duì)其兩個(gè)工作面的磨損程度有關(guān)。

2　搗固焦系統(tǒng)優(yōu)化

2.1改造彈性凸輪

實(shí)際使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)彈性元件經(jīng)常容易損壞，從其工作原理可以發(fā)現(xiàn)，彈性凸輪主要承受彎曲與扭曲兩種力的作用，而彈性凸輪內(nèi)部全部為兩個(gè)彈性原件在中間通過(guò)螺栓所連，這就只能保證承受扭曲力，而不能承受較大的彎曲力，而彈性凸輪的斷裂也主要在螺栓根部，正是由于工作時(shí)彈性凸輪擠壓搗固錘的彎曲力所致。針對(duì)這種情況對(duì)彈性凸輪及彈性原件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造（見(jiàn)圖2）。原來(lái)的彈性原件為兩塊，通過(guò)螺紋連接在輪轂上，將一部分彈性原件改為通長(zhǎng)彈性原件，中間鑲有螺栓，通過(guò)螺紋連接在兩側(cè)端蓋上，兩種彈性原件交替布局，這樣既能承受彎曲變形也能承受扭曲形變，從而解決了一種彈性原件所存在的問(wèn)題。

圖2　改造前后彈性凸輪的結(jié)構(gòu)

2.2增設(shè)輔助導(dǎo)向滑塊

搗固錘在一對(duì)彈性凸輪的作用下做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，由于搗固錘長(zhǎng)度較長(zhǎng)（9 m），保證其運(yùn)動(dòng)軌跡的主要是三組導(dǎo)向輪。作用點(diǎn)為導(dǎo)向輪上的線接觸，磨損較快；隨著導(dǎo)向輪的磨損，搗固錘與導(dǎo)向輪之間的間隙變大，加劇了導(dǎo)向輪磨損；搗固錘的擺幅變大，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中極易發(fā)生彎曲變形?；谶@些特性，并結(jié)合搗固錘的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在搗固錘兩組導(dǎo)向輪之間沿?fù)v固錘的凹槽增設(shè)輔助導(dǎo)向滑塊。從而減少搗固錘對(duì)導(dǎo)向輪的磨損，且有效地保證了搗固錘的運(yùn)行軌跡，防止搗固錘的變形。事實(shí)證明，改造后搗固錘沒(méi)有再出現(xiàn)以前的變形，而且導(dǎo)向輪的壽命也大大得到延長(zhǎng)。

2.3加強(qiáng)彈性凸輪調(diào)節(jié)控制

彈性凸輪為搗固錘的上下運(yùn)動(dòng)提供動(dòng)力源，而搗固錘上的摩擦板是保證搗固錘能夠運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)。兩個(gè)彈性凸輪做圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)兩個(gè)凸面運(yùn)動(dòng)至搗固摩擦板上時(shí)將搗固錘拋起，當(dāng)兩個(gè)凹面運(yùn)動(dòng)至搗固錘位置時(shí)由于不能夾住搗固錘，搗固錘在重力作用下自動(dòng)下落，周而復(fù)始，搗固錘做上下運(yùn)動(dòng)，不斷將煤箱中的煤層壓實(shí)，并不斷上升，直至一箱煤被裝滿。兩個(gè)彈性凸輪凸面之間的間隙d與搗固錘的厚度h（含摩擦板），d如果比h小的多，夾緊力就大，搗固錘摩擦板磨損就快。如果d比h大，搗固錘就不容易被拋棄。通過(guò)計(jì)算分析并經(jīng)過(guò)試驗(yàn)論證，h-d的值在1～5 mm最好。

3　結(jié)　語(yǔ)

搗固焦系統(tǒng)改造后，彈性凸輪、搗固錘及導(dǎo)向輪的壽命均提高了1倍以上；通過(guò)改善操作，摩擦板的壽命由以前的3個(gè)月提高到5個(gè)月，保證了設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行；煤餅成型時(shí)間由以前的8 min降低到7 min，從而保證了生產(chǎn)的順利進(jìn)行。年節(jié)約備件消耗約20萬(wàn)元，年降低生產(chǎn)損失100萬(wàn)元。

作者簡(jiǎn)介：劉世文，男，1984年生，2008年畢業(yè)于昆明理工大學(xué)機(jī)械工程及自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)?，F(xiàn)為山鋼股份濟(jì)南分公司煉焦一車(chē)間工程師，從事設(shè)備管理工作。

收稿日期：2014-12-27

中圖分類(lèi)號(hào)：TQ520.5

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1004-4620（2015）06-0076-02